电动汽车和混合动力变速箱,电动汽车和混合动力变速箱的区别

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大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于电动汽车和混合动力变速箱问题,于是小编就整理了2个相关介绍电动汽车和混合动力变速箱的解答,让我们一起看看吧。

  1. 并联式混合动力系统汽车的优缺点?
  2. 为什么电动汽车还需要安装变速器?

并联式混合动力系统汽车的优缺点?

优点:

1.电动机发动机共同驱动车轮,不会出现功率浪费的问题,整车最大功率=发动机最大功率+电机最大功率。

电动汽车和混合动力变速箱,电动汽车和混合动力变速箱的区别-第1张图片-力芯发动机网
(图片来源网络,侵删)

2.同时具备电动车汽油车的优点,在纯电模式下,依旧安静,使用成本低;而在混合动力模式下, 低速扭矩更强,高速经济性更佳。

3. 该联结方式结构简单,成本更低,因为只是在变速箱增加了一台电动机,在传统燃油车基础上改动较小,成本也比较低。

缺点:

电动汽车和混合动力变速箱,电动汽车和混合动力变速箱的区别-第2张图片-力芯发动机网
(图片来源网络,侵删)

1.发动机和驱动轮间***用机械连接,因此发动机的工作点不可能总处于最佳区域,燃油效率得不到充分发挥,油耗可能会偏高。

2.因为只有一台电机,不能同时发电和驱动车轮,所以发动机与电动机共同驱动车轮的工况不能持久。

3.持续加速时,电池的能量会很快耗尽,转成发动机单独驱动模式。

电动汽车和混合动力变速箱,电动汽车和混合动力变速箱的区别-第3张图片-力芯发动机网
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什么电动汽车还需要安装变速器

大多数电动汽车只安装了单速减速箱。可以理解为只有一个档位,且不能换挡的变速箱。只有少部分车型带有真正意义的变速箱,例如吉利的混动车型,电动机集成在双离合变速箱内部,充分利用了双离合变速箱实现混动、纯电驱动。

变速箱有什么用?

变速箱的作用就是为了弥补发动机的不足。发动机低转速扭矩不足,不能直接驱动车轮。变速箱多数情况下工作在减速状态,把发动机的转速通过齿轮组降低,这样就可以输出一个很的高扭矩,相当于把发动机的扭矩放大了。可以满足车辆起步、加速需要的扭矩。而车辆高速行驶时需要的扭矩降低,对于高扭矩的发动机,此时功率有富裕,因此提高发动机转速后可以有效降低油耗。所以通常变速箱高档位已经不再是减速,反而是增速,通过齿轮组把发动机转速放大,使变速箱输出轴的转速高于输入轴。

变速箱还有一个重要的功能:在发动机旋转方向不变的情况下可以让车辆倒退,实现倒挡功能。因此燃油车上变速箱是不可缺少的部件

而在电动汽车上,更多的汽车只是***用了一个固定速比的减速箱而已。难道变速箱很贵吗?其实并不是这么回事,这是电动机的特性决定的。电动机与内燃机的特性是不一样的,内燃机最大扭矩需要转速支持,即便是小排量涡轮增压发动机,最高扭矩时发动机转速也要在1400转/分以上。而电动机就不一了,电动机前半段工作在恒扭矩区间。

例如某直流永磁电动机0-3000转时,一直保持140Nm的最大扭矩。即使是几十转那么输出也是140Nm的扭矩,这就代表只有电动机转动就会输出最大扭矩,这点与发动机的特性完全不同的。既然起步就可以输出最大扭矩,那么就不需要变速箱来放大扭矩。只要发动机功率足够大,完全不需要变速箱。例如主流电动机最大功率135kw,但是扭矩可以达到315Nm。这种情况下只需要一个固定减速比的减速箱而已。车速提升后,对扭矩扭矩需求降低,而电动机后半段则工作在恒功率区间,恰好满足了车辆对动力的需求,而且电动机的转速足够高,一个固定速比的减速箱就可以满足车辆需求。
固定速比的单速变速箱中低速效率比较高,高速行驶时效率就差了一些,难以兼顾两个极端。如果高速行驶时进一步降低传动比, 那么可以提高最大时速、降低电耗、提高续航里程。但是真正的电动汽车多档位变速箱还没有广泛应用。多档位变速箱体积增加、控制系统难度增加,而电动车极速行驶并不是目前的追求,够用即可。电机功率足够的情况下,单速变速箱更稳定一些,成本低。而目前混动车型***用拉变速箱,是因为发动机功率较低,只能通过减速的办法提升扭矩来驱动车辆。同时也带来了电耗高的缺点,能量损失大,耗电量也高一些。

能量守恒定律

电动汽车有直驱和使用减速器两种类型,不同的车型特点决定了是否需要变速箱,首先解释无需变速箱的电动汽车的特点。

能量守恒定律适合所有领域的所有动力元,一种能量形态转化为另一种能量形态,其最理想的比例为【1:1】;但是没有任何机器能做到如此高效,因为在转化过程中总会有部分能量成为非动能的其他形态能量存在与自然界。

内燃式发动机有效转化率达到40%左右即为高水平,而电动机能普遍超过90%,按照这一超高比例分析,电动汽车理论上可以做到无需变速箱。

事实也确实存在没有变速箱的直驱电动汽车,电动机与传动结构直接连接并输出动力,单纯以电动机输出转矩(定力)并调速实现CVT连续可变式动力传输;这种传动系统理论上是最理想的,因为不通过任何结构变矩则能减少一次能量损耗,这是更接近能量守恒的工况。

但是守恒之后还要考虑能源消耗量,任何发动机的高功率输出必然等于高能耗,这是恒久不变的道理;而电动机的动力曲线特点又比较特殊,因为电流的传输速度仅次于光速,只要起步时油门给的多则能在起步瞬间形成最强电磁场力以爆发峰值扭矩,但是在高转速区间电动机的输出扭矩又会下滑,这就造成了电机的致命缺点:高转速电耗过高。

参考这一公式能得出的结论一目了然,电动汽车在中低速段驾驶时能以低转速大扭矩实现高功率,这是能有效降低电耗的运行状态,能耗同比计算要比同样转速的内燃式发动机更低;但是在高转速区间扭矩的快速下滑会让功率整体降低,而功率高低直接决定了车辆的极速高低,那么为了达到合理的极速则只能依靠电机高转速运行拉高功率,此时的电耗会相当的高。

所以直驱电动汽车往往极速很低,使用的电动机也是低转速机型,这类车指负责城市道路通勤作并且以公共出行交通工具的形态出现,或者在特殊领域作为特种车辆使用。

而普通代步汽车使用的高速电机也存在同样的问题,区别无非是通过高转速仍能实现高功率,但是电动汽车的电池组容量大一些也不过100kwh左右,超高转速驾驶可以轻易实现30kwh左右的高电耗,这种运行状态会大大拉低车辆的实用性价值。

所以为了节省电耗有效提升续航,该类电动以及插电式混动汽车总会使用一组减速器,通过扭矩的合理放大可以让万转以上的高速电机,在几千转的低转速区间实现合理的动力输出;这种设计既能减少电耗又能减少转子[_a***_]的磨损,而且仍然能实现以单速比依靠动力元调速实现CVT连续可变传输的理想平顺状态。

关于电动汽车的变速箱了解这些也就足够了,对于汽车爱好者而言还可以以车型分类区分,也许后续的电动汽车会以轮毂电机直驱形态定义硬派越野车,以单速减速器定义普通代步车或准性能车(5秒级破百),以双速变速箱定义超高性能的电动或混合动力超跑车(2秒级),电动汽车的变速箱能决定车型。

到此,以上就是小编对于电动汽车和混合动力变速箱的问题就介绍到这了,希望介绍关于电动汽车和混合动力变速箱的2点解答对大家有用。

标签: 变速箱 扭矩 电动汽车